(57)【要約】      （修正有）【課題】リアクタに収容された被酸化体の水蒸気酸化に際し、良好な制御性及び再現性で被酸化体を水蒸気酸化する、水蒸気酸化方法を提供する。【解決手段】半導体基板（被酸化体）４４を収容したリアクタ４２にＮ2ガスを供給して、リアクタ４２内をＮ2ガスで置換する。次に、Ｎ2ガスの供給を停止し、Ｎ2ガスに水蒸気を同伴させた水蒸気同伴Ｎ2ガスをリアクタ４２に供給する。次いで、水蒸気同伴Ｎ2ガスをリアクタ４２に供給しつつ、半導体基板４４を４５０℃（水蒸気酸化温度）まで昇温する。続いて、半導体基板４４を４５０℃で所定時間保持する。【選択図】        図４
2005019801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクタ中に被酸化体を収容し、前記被酸化体を水蒸気酸化する水蒸気酸化方法において、
前記被酸化体を収容したリアクタに不活性ガスを供給して、前記リアクタ内を不活性ガスで置換するステップと、
前記不活性ガスの供給を停止し、不活性ガスに水蒸気を同伴させた水蒸気同伴不活性ガスを前記リアクタに供給するステップと、
水蒸気同伴不活性ガスを供給しつつ、前記被酸化体を水蒸気酸化温度まで昇温するステップと、
次いで、前記被酸化体を前記水蒸気酸化温度で所定時間保持するステップと
を有することを特徴とする水蒸気酸化方法。
【請求項２】
前記被酸化体が、高Ａｌ含有層を有する面発光レーザ素子製造用の化合物半導体積層体であって、
前記高Ａｌ含有層を水蒸気酸化して、前記面発光レーザ製造用化合物半導体積層体に酸化狭窄型の電流狭窄構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の水蒸気酸化方法。
【請求項３】
前記高Ａｌ含有層のＡｌ組成が８０％以上であることを特徴とする請求項２に記載の水蒸気酸化方法。
【請求項４】
前記リアクタに水蒸気同伴不活性ガスを供給するステップでは、前記被酸化体の温度が２０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする請求項２又は３に記載の水蒸気酸化方法。
【請求項５】
前記水蒸気酸化温度が、３５０℃以上５００℃以下であることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の水蒸気酸化方法。
【請求項６】
前記不活性ガスが、Ｎ２ガスであることを特徴とする請求項４に記載の水蒸気酸化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアクタに収容された被酸化体を水蒸気酸化する水蒸気酸化方法に関し、更に詳細には、水蒸気酸化に際して、良好な制御性及び再現性で被酸化体を水蒸気酸化する水蒸気酸化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水蒸気酸化方法は、例えば、面発光レーザ素子の酸化狭窄型電流狭窄層の形成等で多用されている。
面発光レーザ素子は、基板面に対して垂直方向にレーザ光を出射する半導体レーザ素子である。８５０ｎｍ波長域の面発光レーザ素子として、ＧａＡｓなどの半導体基板上に形成された相互にＡｌ組成の異なるＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ等のペアからなる一対のＤＢＲ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）と、その一対のＤＢＲの間に設けられ、発光領域となるＡｌＧａＡｓ系の活性層とを有する面発光レーザ素子が注目されている。
【０００３】
このような面発光レーザ素子では、発光効率を高め、しきい値電流を低くするために、活性層に注入される電流の電流経路の断面積を限定する必要がある。従来、Ｈ＋イオン注入によりイオン注入領域の高抵抗化を図る方法などが採用されていた。しかし、近年、この電流経路を限定する方法として、ＤＢＲを構成する多層膜中にＡｌＡｓ層などの高Ａｌ含有層を介在させ、高Ａｌ含有層の所定領域を選択的に酸化して、電気抵抗の高いＡｌ２Ｏ３に転化させることにより、電流狭窄構造を形成する方法が主流となってきた。
【０００４】
ここで、図２を参照して、ＡｌＡｓ層を酸化してなる電流狭窄構造を有する面発光レーザ素子の構成の一例を説明する。図２は面発光レーザ素子の構成を示す断面図である。
面発光レーザ素子１０は、図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１２上に、順次、形成されたｎ型半導体多層膜からなる下部ＤＢＲ１４、Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓ下部クラッド層１６、活性層１８、Ａｌ０．３  Ｇａ０．７  Ａｓ上部クラッド層２０、ｐ型半導体多層膜からなる上部ＤＢＲ２２、及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層２４からなる積層構造を備えている。
【０００５】
下部ＤＢＲ１４は、ｎ型Ａｌ０．２  Ｇａ０．８  Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層との半導体多層膜として構成されている。
上部ＤＢＲ２２は、ｐ型Ａｌ０．２  Ｇａ０．８  Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層との半導体多層膜として構成されている。
【０００６】
また、上部クラッド層２０に隣接する上部ＤＢＲ２２中の１ペア目のｐ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層は、ｐ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層に代えて、ｐ型ＡｌＡｓ層２６ａが形成され、中央の円形領域を除いて、その周囲のＡｌＡｓ層は選択的に酸化されてＡｌ酸化層２６ｂに転化している。
即ち、この層は、Ａｌ酸化層２６ｂが電気抵抗の高い酸化狭窄型の電流狭窄領域として機能し、ＡｌＡｓ層２６ａが電流注入領域として機能する、電流狭窄層２６を構成している。
【０００７】
コンタクト層２４及び上部ＤＢＲ２２は、エッチングされて、円形断面の柱状のメサポスト３０に加工されている。
メサポスト３０の上面のコンタクト層２４は、中央近傍に出射窓３２を開口して円環状に形成されている。
【０００８】
面発光レーザ素子１０を製造する際には、図３に示すように、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基板１２上に、順次、下部ＤＢＲ１４、下部クラッド層１６、活性層１８、上部クラッド層２０、ＡｌＡｓ層２６ａを有する上部ＤＢＲ２２、及びコンタクト層２４の積層構造を形成する。
次に、コンタクト層２４の中央近傍を除去して、出射窓３２を開口する。
【０００９】
次いで、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）法を用いて上部クラッド層２０に到達するまで、コンタクト層２４及び上部ＤＢＲ２２をエッチングして、柱状のメサポスト３０を形成する。
これにより、図３に示すメサポスト３０を有する積層構造からなる半導体基板４４を得る。
【００１０】
次に、半導体基板４４を水蒸気雰囲気中で加熱して、所望の酸化狭窄径が得られるまでＡｌＡｓ層２６ａを酸化する。
上部ＤＢＲ２２中のＡｌＡｓ層２６ａでは、メサポスト３０外周部のＡｌＡｓが選択的に酸化され、Ａｌ酸化層２６ｂを生成すると共にメサポスト構造３０の中央領域は元のＡｌＡｓ層２６ａのままで残る。
【００１１】
ＡｌＡｓ層２６ａなどの高Ａｌ含有層を水蒸気酸化して酸化狭窄型の電流狭窄構造を半導体基板に形成する際には、以下に説明するような水蒸気酸化装置を使用する。ここで、図４を参照して、高Ａｌ含有層を水蒸気酸化する、水蒸気酸化装置の構成の一例を説明する。図４は水蒸気酸化装置４０の構成を示す概要図であり、水蒸気酸化装置４０は、特願２００３−１４２６０号の出願に記載された発明である。
水蒸気酸化装置４０は、高Ａｌ含有層を水蒸気酸化して電流狭窄構造を面発光レーザ素子に形成する際に使用する装置であって、図４に示すように、水蒸気酸化を行う反応器として、枚葉式の横型リアクタ４２を備えている。
【００１２】
リアクタ４２は、横型角筒形の石英チャンバ４８と、石英チャンバ４８の周囲に設けられた電気炉５０と、石英チャンバ４８に収容され、前述のメサポスト３０が形成された積層構造を有する半導体基板４４を載せたサセプタ４６とを備える。
電気炉５０はランプヒータであり、ランプの照射により半導体基板４４の基板温度を上昇させることができる。
【００１３】
更に、水蒸気酸化装置４０は、水蒸気同伴不活性ガスをリアクタ４２に供給する水蒸気同伴不活性ガス系、不活性ガスをリアクタ４２に供給する不活性ガス系、水蒸気同伴不活性ガス系及び不活性ガス系をリアクタバイパスさせるリアクタバイパス管５２、及びリアクタ４２から排出されたガスを排気する排気系を備えている。
排気系は、水冷トラップ５４を有し、リアクタ４２のガス流出口４２Ｂ及びリアクタバイパス管５２から送られてきたガスを水冷トラップ５４に導く第４ガス管５６と、水冷トラップ５４を通過したガスを排気する第５ガス管５８とを備えている。
【００１４】
水蒸気同伴不活性ガス系は、純水を収容し、収容した純水に不活性ガスを流入させてバブリングさせ、水蒸気を同伴した不活性ガスを発生させるＨ２Ｏバブラ６０と、不活性ガス源に接続され、ＭＦＣ（Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６２Ａにより流量調節した不活性ガスをＨ２Ｏバブラ６０に送入する第１ガス管６４と、自動開閉弁６６Ａを介して、Ｈ２Ｏバブラ６０で生成した水蒸気同伴不活性ガスを、リアクタ４２のガス流入口４２Ａに送入する第２ガス管６８とを備える。
不活性ガス系は、不活性ガス源に接続され、ＭＦＣ６２Ｂにより流量調節した不活性ガスを自動開閉弁６６Ｃを介してリアクタ４２のガス流入口４２Ａに送入する第３ガス管７０を有する。
リアクタバイパス管５２は、一端で自動開閉弁６６Ｂを介して第２ガス管６８に接続され、かつ自動開閉弁６６Ｄを介して第３ガス管７０に接続され、他端で第４ガス管５６に接続され、水蒸気同伴不活性ガス及び不活性ガスをリアクタバイパスさせる。
【００１５】
水蒸気同伴不活性ガス系から供給される水蒸気同伴不活性ガスをリアクタ４２に供給する際には、自動開閉弁６６Ａを開放し、自動開閉弁６６Ｂを閉止する。不活性ガス系から供給される不活性ガスをリアクタ４２に供給する際には、自動開閉弁６６Ｃを開放して、自動開閉弁６６Ｄを閉止する。
また、自動開閉弁６６Ａを閉止して、自動開閉弁６６Ｂを開放することにより、水蒸気同伴不活性ガス系から供給される水蒸気同伴不活性ガスをリアクタバイパス管５２に送ることができる。自動開閉弁６６Ｃを閉止して、自動開閉弁６６Ｄを開放することにより、不活性ガス系から供給される不活性ガスをリアクタバイパス管５２に送ることができる。
Ｈ２Ｏバブラ６０は、恒温槽７２に収容され、Ｈ２Ｏバブラ６０中の水は恒温槽７２とＭＦＣ６２Ａにより流量調節された不活性ガス流量とによって所定の温度に保持される。
【００１６】
従来例
従来、上述のＡｌＡｓ層２６ａのような高Ａｌ含有層の水蒸気酸化は、図４に一例を示したような水蒸気酸化装置４０を用いて、以下のように行われていた。ここで、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａを水蒸気酸化する水蒸気酸化方法について、図５を参照して説明する。図５は従来の水蒸気酸化方法のシーケンスを示すタイムテーブルである。
【００１７】
先ず、Ｈ２Ｏバブラ６０の温度を常に８０℃に保持するように、恒温槽７２の運転条件とＭＦＣ６２Ａの流量条件を設定する。
次に、ランプヒータ５０に通電して、時点（ａ）で、常温（３０℃程度）の半導体基板４４、つまり前述のメサポスト３０が形成された積層構造をリアクタ４２内に挿入する。続いて、半導体基板４４の温度が４５０℃に到達した時点（ｂ）で、Ｎ２ガスの供給を開始し、３分間供給し続ける。
【００１８】
次いで、Ｎ２ガスの供給開始後、３分間経過した時点（ｃ）で、Ｎ２ガスに代えて水蒸気同伴Ｎ２ガスの供給を開始する。水蒸気同伴Ｎ２ガスを供給しつつ所定の時間が経過した時点（ｄ）、つまり、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａの所定領域が、水蒸気酸化された時点で、水蒸気同伴Ｎ２ガスの供給を停止する。半導体基板４４を常温まで冷却して、半導体基板４４をリアクタ４２から取り出す。
上述により、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａを水蒸気酸化させ、酸化狭窄型の電流狭窄構造を形成することができる。
【００１９】
尚、前述した従来の水蒸気酸化方法に関する適当な先行技術文献を見出せなかったため、先行技術文献情報については記載を省略する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の水蒸気酸化方法では、ＡｌＡｓ層２６ａなどの高Ａｌ含有層の水蒸気酸化に際して、制御性及び再現性良くＡｌ酸化層を形成することが困難であるという問題があった。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、リアクタに収容された被酸化体の水蒸気酸化に際し、良好な制御性及び再現性で被酸化体を水蒸気酸化する、水蒸気酸化方法を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決するために検討を行い、従来の水蒸気酸化方法では、半導体基板をリアクタに挿入した後、水蒸気同伴不活性ガス（水蒸気同伴Ｎ２ガス）を供給する前に昇温しているので、リアクタ内の残留水分によって高Ａｌ含有層が自然酸化され、水蒸気酸化による強制酸化の制御性が悪くなることを見出した。
【００２３】
つまり、図５に示すタイムテーブルでは、半導体基板４４をリアクタ４２に挿入した時点（ａ）から、ランプヒータ５０によって半導体基板４４の加熱を開始する。
従って、（ｂ）時点でＮ２ガスを供給し、リアクタ４２内がＮ２ガスで完全に置換される前に、リアクタ４２内に残留する微量の水分によって、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａが自然酸化される。
しかも、リアクタ４２内がＮ２ガスで完全に置換される前に、半導体基板４４が水蒸気酸化温度である４５０℃、又は水蒸気酸化温度に近い温度に昇温されるので、酸化反応が一層促進される。
そして、この自然酸化のため、水蒸気酸化による強制酸化の制御性が悪くなり、Ａｌ酸化層２６ｂの形状の良好な制御性及び再現性を得ることが困難であることを見出した。
【００２４】
本発明者は、先ず、半導体基板を収容したリアクタ内を不活性ガスで置換し、リアクタ内の残留水分を除去した後、水蒸気同伴不活性ガスの供給を開始して半導体基板を水蒸気酸化温度まで昇温することにより、残留水分による自然酸化を抑制することを着想し、本発明を発明するに至った。
【００２５】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係る水蒸気酸化方法は、リアクタ中に被酸化体を収容し、被酸化体を水蒸気酸化する水蒸気酸化方法において、
被酸化体を収容したリアクタに不活性ガスを供給して、リアクタ内を不活性ガスで置換するステップと、
不活性ガスの供給を停止し、不活性ガスに水蒸気を同伴させた水蒸気同伴不活性ガスをリアクタに供給するステップと、
水蒸気同伴不活性ガスを供給しつつ、被酸化体を水蒸気酸化温度まで昇温するステップと、
次いで、被酸化体を水蒸気酸化温度で所定時間保持するステップと
を有することを特徴としている。
【００２６】
本発明方法によれば、半導体基板を収容したリアクタ内を不活性ガスで置換し、リアクタ内の残留水分を除去した後、水蒸気同伴不活性ガスの供給を開始して、半導体基板を水蒸気酸化温度まで昇温することにより、リアクタ内の残留水分による被酸化体の自然酸化を抑制することができる。
以上のようにして、リアクタに収容された被酸化体の水蒸気酸化に際して、水蒸気酸化による強制酸化の制御性を高め、良好な制御性及び再現性で、被酸化体を水蒸気酸化することができる。
【００２７】
本発明は、好適には、被酸化体が、高Ａｌ含有層を有する面発光レーザ素子製造用の化合物半導体積層体であって、
高Ａｌ含有層を水蒸気酸化して、面発光レーザ製造用化合物半導体積層体に酸化狭窄型の電流狭窄構造を形成する。
これにより、面発光レーザ素子製造用化合物半導体積層体で、酸化狭窄型の電流狭窄構造を制御性及び再現性良く形成できる。
本発明は、好適には、高Ａｌ含有層のＡｌ組成が８０％以上である。これにより、良好な上記効果を得る。
【００２８】
本発明の好適な実施態様では、リアクタに水蒸気同伴不活性ガスを供給するステップでは、被酸化体の温度が２０℃以上２５０℃以下である。
上記下限温度は常温であり、上記温度が２５０℃以上であると、リアクタ内に残留する水分による自然酸化が進むからである。
【００２９】
本発明の好適な実施態様では、水蒸気酸化温度が、３５０℃以上５００℃以下である。
上記温度が３５０℃以下だと、被酸化体の酸化速度が遅過ぎて、所望の酸化層が得難いからであり、上記温度が５００℃以上だと、被酸化体の酸化速度が速過ぎて、酸化層の形状に関して十分な制御性が得難いからである。
【００３０】
本発明は、好適には、不活性ガスが、Ｎ２ガスである。これにより、良好な上記効果を得る。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例
本実施形態例は、本発明に係る水蒸気酸化方法の実施形態の一例であって、図１は本実施形態例の水蒸気酸化方法のシーケンスを示すタイムテーブルである。本実施形態例では、被酸化体が、図３に示したメサポスト３０が形成された積層構造からなる半導体基板４４であって、図４に示した水蒸気酸化装置４０を使用して、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａの水蒸気酸化を行うものとする。
【００３２】
本実施形態例の水蒸気酸化方法によれば、先ず、ランプヒータ５０に通電する前に、時点（ａ）で、リアクタ４２に半導体基板４４を挿入し、サセプタ４６上に保持して、Ｎ２ガスを供給する。Ｎ２ガスの供給は、少なくともリアクタ４２内をＮ２ガスで置換するのに要する時間以上行う。本実施形態例では３分間程度行う。
【００３３】
次いで、時点（ｂ）で、Ｎ２ガスの供給を停止して、水蒸気同伴Ｎ２ガスをリアクタ４２に供給し始め、１分間程度供給し続ける。
続いて、水蒸気同伴Ｎ２ガスを供給しつつ、時点（ｃ）でランプヒータ５０に通電し、時点（ｄ）まで１０分間程度保持する。ランプヒータ５０の加熱によって、半導体基板４４の温度は４分程度で４５０℃（水蒸気酸化温度）に到達し、次いで、時点（ｄ）まで４５０℃に保持する。これによって、半導体基板４４のＡｌＡｓ層２６ａが、メサポスト３０の側面より水蒸気酸化され、Ａｌ酸化層２６ｂを形成することができる。
【００３４】
半導体基板４４を加熱する際には、温度勾配が大き過ぎるとウエハが破損する恐れがあり、また全体の水蒸気酸化時間（時点ｃから時点ｄ）に比して温度勾配が小さいとＡｌ酸化層の形状の制御が難しい。従って、昇温時間が全体の水蒸気酸化時間の半分程度の時間であることが望ましい。
次いで、時点（ｄ）で、水蒸気同伴Ｎ２ガスに代えて冷却用のＮ２ガスを供給し、半導体基板４４の温度が２５０℃に低下した時点（ｅ）で、半導体基板４４を取り出し、半導体基板４４を常温まで冷却する。
上記手順によって、半導体基板４４に酸化狭窄型の電流狭窄層２６を形成することができる。
【００３５】
実験例
ＡｌＡｓ層２６ａの膜厚を４０ｎｍとした半導体基板４４について、本実施形態例の水蒸気酸化方法に従っての水蒸気酸化を行い、実施形態例試料１とした。
また、メサポスト３０の形成に代えて、半導体基板４４と同じ積層構造を有する積層構造体を平板状にへき開した別の半導体基板（図示せず）について、本実施形態例の水蒸気酸化方法に従って水蒸気酸化を行い、実施形態例試料２とした。
【００３６】
実施形態例試料１、及び実施形態例試料２について半導体基板の上方から撮影した赤外線顕微鏡写真を、それぞれ、図６（ａ）、（ｂ）に示す。
図６（ａ）、（ｂ）で、矢印ＡがＡｌＡｓ層２６ａとＡｌ酸化層２６ｂとの境界である。
また、図６（ａ）で、外側の黒色の円がメサポスト３０であり、内側の黒色の円が円環状のコンタクト層２４の内側の輪郭である。また、図６（ｂ）で、黒色の水平線がへき開面である。
【００３７】
実施形態例試料１では、図６（ａ）に示すように、Ａｌ酸化層２６ｂは、ＡｌＡｓ層２６ａの面方位を反映して、菱形状のＡｌＡｓ層２６ａを囲むように形成されている。また、実施形態例試料２では、図６（ｂ）に示すように、ＡｌＡｓ層２６ａの酸化の進み方が一様であるので、Ａｌ酸化層２６ｂの先端が直線状になるように形成されている。
このように、図６（ａ）、（ｂ）から判るように、本実施形態例の水蒸気酸化方法により形成されたＡｌ酸化層２６ｂは、形状が良好に制御されている。
【００３８】
比較例
実施形態例試料１、２との比較を行うために、図５に示した従来例の水蒸気酸化方法に従って従来例試料１、２を試作した。
従来例試料１の試作に際して、図３の半導体基板４４に代えて、図７（ｂ）に示す比較例の半導体基板を用いて水蒸気酸化を行い、図２の面発光半導体レーザ素子１０に代えて、図７（ａ）に示す比較例の面発光半導体レーザ素子を製造した。
図７（ａ）は、比較例の面発光半導体レーザ素子の構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は比較例の半導体基板の構成を示す断面図である。これらの図で、図２に示した面発光半導体レーザ素子及び図３に示した半導体基板と同様の構成を有する部分については同じ符号を付した。
【００３９】
比較例の面発光半導体レーザ素子７４では、図７（ａ）に示すように、コンタクト層２４、上部ＤＢＲ２２、上部クラッド層２０、活性層１８、下部クラッド層１６、及び下部ＤＢＲ１４の一部は、エッチングされて、円形断面の柱状のメサポスト３０に加工されている。
また、下部クラッド層１６に隣接する下部ＤＢＲ１４中の１ペア目のｎ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層は、ｎ型Ａｌ０．９  Ｇａ０．１  Ａｓ層に代えて、ｎ型ＡｌＡｓ層２８ａが形成され、中央の円形領域を除いて、その周囲のＡｌＡｓ層は選択的に酸化されてＡｌ酸化層２８ｂに転化している。即ち、この層は、Ａｌ酸化層２８ｂが電気抵抗の高い酸化狭窄型の電流狭窄領域として機能し、ＡｌＡｓ層２８ａが電流注入領域として機能する、第２の電流狭窄層２８を構成している。
比較例の面発光半導体レーザ素子７４は、上記を除いては、図２に示した面発光半導体レーザ素子１０と同様の構成を有している。尚、比較例の面発光半導体レーザ素子７４では、上部ＤＢＲ２２に形成された電流狭窄層２６を第１の電流狭窄層２６とする。
【００４０】
比較例の半導体基板７６は、図７（ｂ）に示すように、柱状のメサポスト３０を形成する工程の際に、下部ＤＢＲ１４の一部に到達するまで、コンタクト層２４、上部ＤＢＲ２２、上部クラッド層２０、活性層１８、下部クラッド層１６、及び下部ＤＢＲ１４の一部をエッチングすることを除いては、図３に示した半導体基板４４と同様の製造方法により得ることができる。
【００４１】
本比較例では、第１のＡｌＡｓ層２６ａ、及び第２のＡｌＡｓ層２８ａの膜厚を何れも７０ｎｍとした半導体基板７６について、従来例の水蒸気酸化方法に従って水蒸気酸化を行い、従来例試料１とした。
また、メサポスト３０の形成に代えて、半導体基板７６と同じ積層構造を有する積層構造体を平板状にへき開した別の半導体基板（図示せず）について、従来例の水蒸気酸化方法に従って水蒸気酸化を行い、従来例試料２とした。
【００４２】
従来例試料１、及び従来例試料２について半導体基板の上方から撮影した赤外線顕微鏡写真を、それぞれ、図８（ａ）、（ｂ）に示す。
図８（ａ）、（ｂ）では、矢印Ａが第１のＡｌＡｓ層２６ａと第１のＡｌ酸化層２６ｂとの境界であり、矢印Ｂが第２のＡｌＡｓ層２８ａと第２のＡｌ酸化層２８ｂとの境界である。
また、図８（ａ）で、外側の黒色の円がメサポスト３０であり、内側の黒色の円が円環状のコンタクト層２４の内側の輪郭である。また、図８（ｂ）で、黒色の水平線がへき開面である。
【００４３】
従来例試料１では、図８（ａ）に示すように、Ａｌ酸化層２６ｂ、２８ｂは、何れもメサポスト３０からの酸化幅がばらつき、形状が等方的でなく、制御性が悪い。また、従来例試料２では、図８（ｂ）に示すように、Ａｌ酸化層２６ｂ、２８ｂは、何れもへき開面からの酸化幅が一定でなく、形状が良好に制御されていない。このように、従来例の水蒸気酸化方法に従って水蒸気酸化を行った半導体基板は、何れも、Ａｌ酸化層が制御性良く形成されていない。
【００４４】
実施形態例試料１、２と従来例試料１、２との比較により、実施形態例の水蒸気酸化方法は、酸化層の形状について良好な制御性を有するものと言える。
【００４５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、半導体基板を収容したリアクタ内を不活性ガスで置換し、リアクタ内の残留水分を除去した後、水蒸気同伴不活性ガスの供給を開始して、半導体基板を水蒸気酸化温度まで昇温することにより、リアクタ内の残留水分による被酸化体の自然酸化を抑制することができる。
以上のようにして、リアクタに収容された被酸化体の水蒸気酸化に際して、水蒸気酸化による強制酸化の制御性を高め、良好な制御性及び再現性で、被酸化体を水蒸気酸化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例の水蒸気酸化方法を示すタイムテーブルである。
【図２】面発光レーザ素子の構成の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示す面発光レーザ素子を製造する、メサポスト３０が形成された積層構造を有する半導体基板を示す断面図である。
【図４】水蒸気酸化装置の構成の一例を示す概要図である。
【図５】従来例の水蒸気酸化方法を示すタイムテーブルである。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態例の水蒸気酸化方法に従ってＡｌＡｓ層を水蒸気酸化した、半導体基板４４及び別の半導体基板の赤外線顕微鏡写真である。
【図７】図７（ａ）は、従来例試料１の面発光半導体レーザ素子の構成を示す断面図であり、図７（ｂ）は従来例試料１の半導体基板の構成を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、従来例の水蒸気酸化方法に従ってＡｌＡｓ層を水蒸気酸化した、半導体基板７６及び別の半導体基板の赤外線顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０……面発光レーザ素子、１２……ｎ型ＧａＡｓ基板、１４……下部ＤＢＲ、１６……下部クラッド層、１８……活性層、２０……上部クラッド層、２２……上部ＤＢＲ、２４……コンタクト層、２６……（第１の）電流狭窄層、２６ａ……（第１の）ＡｌＡｓ層、２６ｂ……（第１の）Ａｌ酸化層、２８……第２の電流狭窄層、２８ａ……第２のＡｌＡｓ層、２８ｂ……第２のＡｌ酸化層、３０……メサポスト、３２……出射窓、４０……水蒸気酸化装置、４２……リアクタ、４２Ａ……（リアクタの）ガス流入口、４２Ｂ……（リアクタの）ガス流出口、４４……半導体基板、４６……サセプタ、４８……石英チャンバ、５０……電気炉（ランプヒータ）、５２……リアクタバイパス管、５４……水冷トラップ、５６……第４ガス管、５８……第５ガス管、６０……水冷トラップ、６２Ａ、６２Ｂ……ＭＦＣ、６４……第１ガス管、６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ……自動開閉弁、６８……第２ガス管、７０……第３ガス管、７２……恒温槽、７４……比較例の面発光半導体レーザ素子、７６……比較例の半導体基板。
【図１】
2005019801.tif 000003
【図２】
2005019801.tif 000004
【図３】
2005019801.tif 000005
【図４】
2005019801.tif 000006
【図５】
2005019801.tif 000007
【図６】
2005019801.tif 000008
【図７】
2005019801.tif 000009
【図８】
2005019801.tif 000010